氮和氮的化合物课件.ppt

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1、关于氮和氮的化合物第1页，此课件共117页哦16-1 16-1 元素的基本性质元素的基本性质一：氮族元素通性的变化规律一：氮族元素通性的变化规律 性性质质氮氮(N)磷磷(P)砷砷(As)锑锑(Sb)铋铋(Bi)价电子构型价电子构型2s22p33s23p34s24p35s25p36s26p3主要氧化态主要氧化态3,2,1,0,+4,+5-3,0,+3,+5-3,0,+3,+50,+3,+50,+3,+5共价半径共价半径(pm)70110121141152离子半径离子半径(pm)M3-M3+M5+1711613212443522258472457662-9674第一电离势第一电离势(kJ/mol)

2、14021011.8944831.6703.3第一电子亲合势第一电子亲合势(kJ/mol)-77477101100电电负负性性3.042.192.182.052.02第2页，此课件共117页哦问题问题16-1.1:16-1.1:总结氮族元素在价电子构型总结氮族元素在价电子构型,常见常见氧化态氧化态,电离势电离势,电负性等性质方面的变化规电负性等性质方面的变化规律律(C C级掌握级掌握)答案答案16-1.2:16-1.2:总结氮族与同周期的卤素和氧族总结氮族与同周期的卤素和氧族元素性质的不同元素性质的不同(C C级掌握级掌握)答案答案第3页，此课件共117页哦解解:氮族元素价电子构型为氮族元素价

3、电子构型为nsns2 2npnp3 3,主要氧化态有主要氧化态有-、+和和+.+.电离电离势和电负性从上到下依次减小势和电负性从上到下依次减小.第4页，此课件共117页哦解解:由于氮族元素的电负性均小于同周期相应由于氮族元素的电负性均小于同周期相应的的A,AA,A族元素族元素,它与卤素或氧它与卤素或氧,硫反应主要形硫反应主要形成氧化态为成氧化态为+,+,+的共价化合物；与氢反应形的共价化合物；与氢反应形成氧化态从成氧化态从-到到+的共价型氢化物；因此的共价型氢化物；因此形形成共价化合物是本族元素的特征。成共价化合物是本族元素的特征。本族元素本族元素(除除N N外外)从上到下从上到下+氧化态的稳

4、定氧化态的稳定性递减性递减 如磷如磷(+)(+)不具氧化性且稳定不具氧化性且稳定,而而Bi(+)Bi(+)是最强氧化剂是最强氧化剂;而而+氧化态的稳定性递增氧化态的稳定性递增 如如Bi(+)Bi(+)最稳定最稳定,几乎不显还原性几乎不显还原性.第5页，此课件共117页哦二：氮元素的成键特征（二：氮元素的成键特征（B B级掌握）级掌握）氮元素在形成化合物时成键特征主要有以氮元素在形成化合物时成键特征主要有以下几点：下几点：1 1氮可与电负性小的碱金属和碱土金属形氮可与电负性小的碱金属和碱土金属形成离子化合物。但这类化合物仅存于固态，成离子化合物。但这类化合物仅存于固态，遇水强烈水解。遇水强烈水解

5、。2 2氮可与电负性大的非金属元素形成各种类型氮可与电负性大的非金属元素形成各种类型的共价化合物，在这些化合物中除通常遇到的共的共价化合物，在这些化合物中除通常遇到的共价单键、双键、叁键外，还形成不同类型的离域价单键、双键、叁键外，还形成不同类型的离域键。键。形成多重键和离域形成多重键和离域键是氮最突出的键是氮最突出的成键特点。成键特点。第6页，此课件共117页哦3 3氮上的孤电子对，还容易进入过渡氮上的孤电子对，还容易进入过渡金属离子的空轨道，形成配位键，从而金属离子的空轨道，形成配位键，从而得到许多类型不同的配合物。得到许多类型不同的配合物。4 4。NNNN单键键能反常地比单键键能反常地比

6、PPPP键的还小键的还小（WhyWhy）5 5。N N也能形成氢键，但也能形成氢键，但HNHHNH键的强度键的强度比比HOHHOH键的要弱。键的要弱。第7页，此课件共117页哦16-2-1 16-2-1 氮气氮气一：氮的结构和性质（略）一：氮的结构和性质（略）16-2.1:16-2.1:什么是固氮什么是固氮?如何使游离态氮转如何使游离态氮转化成化合态氮？什么是化学模拟生物固氮化成化合态氮？什么是化学模拟生物固氮?(A A级了解级了解)问题问题第8页，此课件共117页哦解解:把氮气转变为无机把氮气转变为无机(或有机或有机)含氮化合物的过程称含氮化合物的过程称为氮的固定为氮的固定,简称固氮简称固氮

7、.固氮的原理就是使固氮的原理就是使N N2 2活化活化,削弱削弱NNNN原子间的牢固三重键原子间的牢固三重键,使它容易发生化学反应使它容易发生化学反应.削削弱的办法有两种：一是把弱的办法有两种：一是把N N2 2成键轨道中的电子取走成键轨道中的电子取走,即减即减少两个少两个N N原子间的电子密度原子间的电子密度,使它们的结合减弱使它们的结合减弱;另一办法另一办法是向是向N N2 2的反键轨道中充填电子的反键轨道中充填电子,抵销成键效应以削弱抵销成键效应以削弱N N原原子间的结合子间的结合.由于由于N N2 2的最高被占轨道的最高被占轨道(2p2p和和2p2p)的能量的能量分别为分别为-1504

8、kJmol-1504kJmol-1-1和和-1614kJmol-1614kJmol-1-1,电子不易被激电子不易被激发发,即即N N2 2难被氧化难被氧化;同时同时N N2 2的最低空轨道的最低空轨道(2p2p*)能量能量(788kJ/mol)(788kJ/mol)较高较高,所以不容易接受电子而被还原所以不容易接受电子而被还原.因此因此化学法固氮成本均很高化学法固氮成本均很高.第9页，此课件共117页哦而用化学方法模拟固氮菌实现在常温常压下进而用化学方法模拟固氮菌实现在常温常压下进行固氮的方法称为化学模拟生物固氮行固氮的方法称为化学模拟生物固氮.其基本其基本思路是：从固氮微生物中找出固氨酶；分

9、离、思路是：从固氮微生物中找出固氨酶；分离、提纯固氨酶得到它的纯净晶体提纯固氨酶得到它的纯净晶体.研究其化学结研究其化学结构和它实现固氮的催化作用机理构和它实现固氮的催化作用机理,人工合成人工合成固氨酶或具有催化活性的类似物固氨酶或具有催化活性的类似物,实现一般条实现一般条件下固氮件下固氮.第10页，此课件共117页哦一：氨及其盐一：氨及其盐 1 1。氨的性质。氨的性质 A A。物理性质（略）。物理性质（略）16-2.2:16-2.2:一般市售的浓氨水中氨的质量分数约是一般市售的浓氨水中氨的质量分数约是多少？其摩尔浓度为多少多少？其摩尔浓度为多少?(?(C C级掌握级掌握)解解:一般市售浓氨水

10、的密度为一般市售浓氨水的密度为0.88g/cm0.88g/cm3 3,含含氨质量百分比约氨质量百分比约2828,摩尔浓度约为摩尔浓度约为15mol/L.15mol/L.问题问题16-2-2 16-2-2 氮的氢化物氮的氢化物第11页，此课件共117页哦B B。化学性质（。化学性质（C C级掌握）级掌握）（1 1）还原性：氨能还原多种氧化剂）还原性：氨能还原多种氧化剂(Cl(Cl2 2,H,H2 2O O2 2,KMnO,KMnO4 4等等).).（2 2）取代反应：）取代反应：HgClHgCl2 2+2NH+2NH3 3=Hg(NH=Hg(NH2 2)Cl()Cl(白色白色)+NH)+NH4 4ClCl（3 3）易形成配合物：如与）易形成配合物：如与AgAg+，CuCu2+2+，CdCd2+2+，ZnZn2+2+，CoCo2+2+，CoCo3+3